1 | package agents.anac.y2016.atlas3.etc;
|
---|
2 |
|
---|
3 | import java.util.ArrayList;
|
---|
4 | import java.util.Collections;
|
---|
5 | import java.util.HashMap;
|
---|
6 | import java.util.List;
|
---|
7 | import java.util.Random;
|
---|
8 |
|
---|
9 | import genius.core.Bid;
|
---|
10 | import genius.core.issue.Issue;
|
---|
11 | import genius.core.issue.IssueDiscrete;
|
---|
12 | import genius.core.issue.IssueInteger;
|
---|
13 | import genius.core.issue.IssueReal;
|
---|
14 | import genius.core.issue.Value;
|
---|
15 | import genius.core.issue.ValueInteger;
|
---|
16 | import genius.core.issue.ValueReal;
|
---|
17 | import genius.core.utility.AbstractUtilitySpace;
|
---|
18 |
|
---|
19 | public class bidSearch {
|
---|
20 | private AbstractUtilitySpace utilitySpace;
|
---|
21 | private negotiationInfo negotiationInfo; // 交渉情報
|
---|
22 | private Bid maxBid = null; // 最大効用値Bid
|
---|
23 |
|
---|
24 | private boolean isPrinting = false; // デバッグ用
|
---|
25 |
|
---|
26 | public bidSearch(AbstractUtilitySpace utilitySpace,
|
---|
27 | negotiationInfo negotiationInfo, boolean isPrinting)
|
---|
28 | throws Exception {
|
---|
29 | this.utilitySpace = utilitySpace;
|
---|
30 | this.negotiationInfo = negotiationInfo;
|
---|
31 | this.isPrinting = isPrinting;
|
---|
32 |
|
---|
33 | initMaxBid(); // 最大効用値Bidの初期探索
|
---|
34 | negotiationInfo.setValueRelativeUtility(maxBid); // 相対効用値を導出する
|
---|
35 |
|
---|
36 | if (this.isPrinting) {
|
---|
37 | System.out.println("bidSearch:success");
|
---|
38 | }
|
---|
39 | }
|
---|
40 |
|
---|
41 | // 最大効用値Bidの初期探索(最初は効用空間のタイプが不明であるため,SAを用いて探索する)
|
---|
42 | private void initMaxBid() throws Exception {
|
---|
43 | int tryNum = utilitySpace.getDomain().getIssues().size(); // 試行回数
|
---|
44 | maxBid = utilitySpace.getDomain().getRandomBid(null);
|
---|
45 | for (int i = 0; i < tryNum; i++) {
|
---|
46 | try {
|
---|
47 | do {
|
---|
48 | SimulatedAnnealingSearch(maxBid, 1.0);
|
---|
49 | } while (utilitySpace.getUtility(maxBid) < utilitySpace
|
---|
50 | .getReservationValue());
|
---|
51 | if (utilitySpace.getUtility(maxBid) == 1.0) {
|
---|
52 | break;
|
---|
53 | }
|
---|
54 | } catch (Exception e) {
|
---|
55 | System.out.println("最大効用値Bidの初期探索に失敗しました");
|
---|
56 | e.printStackTrace();
|
---|
57 | }
|
---|
58 | }
|
---|
59 | }
|
---|
60 |
|
---|
61 | // Bidを返す
|
---|
62 | public Bid getBid(Bid baseBid, double threshold) {
|
---|
63 | // Type:Realに対応(暫定版)
|
---|
64 | for (Issue issue : negotiationInfo.getIssues()) {
|
---|
65 | switch (issue.getType()) {
|
---|
66 | case REAL:
|
---|
67 | try {
|
---|
68 | return (getRandomBid(threshold));
|
---|
69 | } catch (Exception e) {
|
---|
70 | System.out.println("Bidのランダム探索に失敗しました(Real)");
|
---|
71 | e.printStackTrace();
|
---|
72 | }
|
---|
73 | break;
|
---|
74 | default:
|
---|
75 | break;
|
---|
76 | }
|
---|
77 | }
|
---|
78 |
|
---|
79 | // Type:Integer or Discrete
|
---|
80 | try {
|
---|
81 | Bid bid = getBidbyNeighborhoodSearch(baseBid, threshold); // 近傍探索
|
---|
82 | if (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold) {
|
---|
83 | bid = getBidbyAppropriateSearch(baseBid, threshold);
|
---|
84 | } // 閾値以上の効用値を持つ合意案候補を探索
|
---|
85 | if (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold) {
|
---|
86 | bid = new Bid(maxBid);
|
---|
87 | } // 探索によって得られたBidがthresholdよりも小さい場合,最大効用値Bidを基準とする
|
---|
88 | bid = getConvertBidbyFrequencyList(bid); // FrequencyListに従ってBidのValueを置換する
|
---|
89 | return bid;
|
---|
90 | } catch (Exception e) {
|
---|
91 | System.out.println("Bidの探索に失敗しました(Integer or Discrete)");
|
---|
92 | e.printStackTrace();
|
---|
93 | return baseBid;
|
---|
94 | }
|
---|
95 | }
|
---|
96 |
|
---|
97 | // Bidの探索
|
---|
98 | private static int SA_ITERATION = 1;
|
---|
99 |
|
---|
100 | private Bid getBidbyAppropriateSearch(Bid baseBid, double threshold) {
|
---|
101 | Bid bid = new Bid(baseBid);
|
---|
102 | try {
|
---|
103 | // 線形効用空間用の探索
|
---|
104 | if (negotiationInfo.isLinerUtilitySpace()) {
|
---|
105 | bid = relativeUtilitySearch(threshold);
|
---|
106 | if (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold) {
|
---|
107 | negotiationInfo.utilitySpaceTypeisNonLiner();
|
---|
108 | } // 探索に失敗した場合,非線形効用空間用の探索に切り替える
|
---|
109 | }
|
---|
110 |
|
---|
111 | // 非線形効用空間用の探索
|
---|
112 | if (!negotiationInfo.isLinerUtilitySpace()) {
|
---|
113 | Bid currentBid = null;
|
---|
114 | double currentBidUtil = 0;
|
---|
115 | double min = 1.0;
|
---|
116 | for (int i = 0; i < SA_ITERATION; i++) {
|
---|
117 | currentBid = SimulatedAnnealingSearch(bid, threshold);
|
---|
118 | currentBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
119 | if (currentBidUtil <= min && currentBidUtil >= threshold) {
|
---|
120 | bid = new Bid(currentBid);
|
---|
121 | min = currentBidUtil;
|
---|
122 | }
|
---|
123 | }
|
---|
124 | }
|
---|
125 | } catch (Exception e) {
|
---|
126 | System.out.println("SA探索に失敗しました");
|
---|
127 | System.out.println("Problem with received bid(SA:last):"
|
---|
128 | + e.getMessage() + ". cancelling bidding");
|
---|
129 | }
|
---|
130 | return bid;
|
---|
131 | }
|
---|
132 |
|
---|
133 | // 論点ごとに最適化を行う探索
|
---|
134 | private Bid relativeUtilitySearch(double threshold) throws Exception {
|
---|
135 | Bid bid = new Bid(maxBid);
|
---|
136 | double d = threshold - 1.0; // 最大効用値との差
|
---|
137 | double concessionSum = 0.0; // 減らした効用値の和
|
---|
138 | double relativeUtility = 0.0;
|
---|
139 | HashMap<Issue, HashMap<Value, Double>> valueRelativeUtility = negotiationInfo
|
---|
140 | .getValueRelativeUtility();
|
---|
141 | List<Issue> randomIssues = negotiationInfo.getIssues();
|
---|
142 | Collections.shuffle(randomIssues);
|
---|
143 | ArrayList<Value> randomValues = null;
|
---|
144 | for (Issue issue : randomIssues) {
|
---|
145 | randomValues = negotiationInfo.getValues(issue);
|
---|
146 | Collections.shuffle(randomValues);
|
---|
147 | for (Value value : randomValues) {
|
---|
148 | relativeUtility = valueRelativeUtility.get(issue).get(value); // 最大効用値を基準とした相対効用値
|
---|
149 | if (d <= concessionSum + relativeUtility) {
|
---|
150 | bid = bid.putValue(issue.getNumber(), value);
|
---|
151 | concessionSum += relativeUtility;
|
---|
152 | break;
|
---|
153 | }
|
---|
154 | }
|
---|
155 | }
|
---|
156 | return bid;
|
---|
157 | }
|
---|
158 |
|
---|
159 | // ランダム探索
|
---|
160 | private Bid getRandomBid(double threshold) throws Exception {
|
---|
161 | HashMap<Integer, Value> values = new HashMap<Integer, Value>(); // pairs
|
---|
162 | // <issuenumber,chosen
|
---|
163 | // value
|
---|
164 | // string>
|
---|
165 | List<Issue> issues = utilitySpace.getDomain().getIssues();
|
---|
166 | Random randomnr = new Random();
|
---|
167 |
|
---|
168 | Bid bid = null;
|
---|
169 | do {
|
---|
170 | for (Issue lIssue : issues) {
|
---|
171 | switch (lIssue.getType()) {
|
---|
172 | case DISCRETE:
|
---|
173 | IssueDiscrete lIssueDiscrete = (IssueDiscrete) lIssue;
|
---|
174 | int optionIndex = randomnr.nextInt(lIssueDiscrete
|
---|
175 | .getNumberOfValues());
|
---|
176 | values.put(lIssue.getNumber(),
|
---|
177 | lIssueDiscrete.getValue(optionIndex));
|
---|
178 | break;
|
---|
179 | case REAL:
|
---|
180 | IssueReal lIssueReal = (IssueReal) lIssue;
|
---|
181 | int optionInd = randomnr.nextInt(lIssueReal
|
---|
182 | .getNumberOfDiscretizationSteps() - 1);
|
---|
183 | values.put(
|
---|
184 | lIssueReal.getNumber(),
|
---|
185 | new ValueReal(lIssueReal.getLowerBound()
|
---|
186 | + (lIssueReal.getUpperBound() - lIssueReal
|
---|
187 | .getLowerBound())
|
---|
188 | * (double) (optionInd)
|
---|
189 | / (double) (lIssueReal
|
---|
190 | .getNumberOfDiscretizationSteps())));
|
---|
191 | break;
|
---|
192 | case INTEGER:
|
---|
193 | IssueInteger lIssueInteger = (IssueInteger) lIssue;
|
---|
194 | int optionIndex2 = lIssueInteger.getLowerBound()
|
---|
195 | + randomnr.nextInt(lIssueInteger.getUpperBound()
|
---|
196 | - lIssueInteger.getLowerBound());
|
---|
197 | values.put(lIssueInteger.getNumber(), new ValueInteger(
|
---|
198 | optionIndex2));
|
---|
199 | break;
|
---|
200 | default:
|
---|
201 | throw new Exception("issue type " + lIssue.getType()
|
---|
202 | + " not supported by Atlas3");
|
---|
203 | }
|
---|
204 | }
|
---|
205 | bid = new Bid(utilitySpace.getDomain(), values);
|
---|
206 | } while (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold);
|
---|
207 |
|
---|
208 | return bid;
|
---|
209 | }
|
---|
210 |
|
---|
211 | // SA
|
---|
212 | static double START_TEMPERATURE = 1.0; // 開始温度
|
---|
213 | static double END_TEMPERATURE = 0.0001; // 終了温度
|
---|
214 | static double COOL = 0.999; // 冷却度
|
---|
215 | static int STEP = 1;// 変更する幅
|
---|
216 | static int STEP_NUM = 1; // 変更する回数
|
---|
217 |
|
---|
218 | private Bid SimulatedAnnealingSearch(Bid baseBid, double threshold)
|
---|
219 | throws Exception {
|
---|
220 | Bid currentBid = new Bid(baseBid); // 初期解の生成
|
---|
221 | double currenBidUtil = utilitySpace.getUtility(baseBid);
|
---|
222 | Bid nextBid = null; // 評価Bid
|
---|
223 | double nextBidUtil = 0.0;
|
---|
224 | ArrayList<Bid> targetBids = new ArrayList<Bid>(); // 最適効用値BidのArrayList
|
---|
225 | double targetBidUtil = 0.0;
|
---|
226 | double p; // 遷移確率
|
---|
227 | Random randomnr = new Random(); // 乱数
|
---|
228 | double currentTemperature = START_TEMPERATURE; // 現在の温度
|
---|
229 | double newCost = 1.0;
|
---|
230 | double currentCost = 1.0;
|
---|
231 | List<Issue> issues = negotiationInfo.getIssues();
|
---|
232 |
|
---|
233 | while (currentTemperature > END_TEMPERATURE) { // 温度が十分下がるまでループ
|
---|
234 | nextBid = new Bid(currentBid); // next_bidを初期化
|
---|
235 | for (int i = 0; i < STEP_NUM; i++) { // 近傍のBidを取得する
|
---|
236 | int issueIndex = randomnr.nextInt(issues.size()); // 論点をランダムに指定
|
---|
237 | Issue issue = issues.get(issueIndex); // 指定したindexのissue
|
---|
238 | ArrayList<Value> values = negotiationInfo.getValues(issue);
|
---|
239 | int valueIndex = randomnr.nextInt(values.size()); // 取り得る値の範囲でランダムに指定
|
---|
240 | nextBid = nextBid.putValue(issue.getNumber(),
|
---|
241 | values.get(valueIndex));
|
---|
242 | nextBidUtil = utilitySpace.getUtility(nextBid);
|
---|
243 | if (maxBid == null
|
---|
244 | || nextBidUtil >= utilitySpace.getUtility(maxBid)) {
|
---|
245 | maxBid = new Bid(nextBid);
|
---|
246 | } // 最大効用値Bidの更新
|
---|
247 | }
|
---|
248 |
|
---|
249 | newCost = Math.abs(threshold - nextBidUtil);
|
---|
250 | currentCost = Math.abs(threshold - currenBidUtil);
|
---|
251 | p = Math.exp(-Math.abs(newCost - currentCost) / currentTemperature);
|
---|
252 | if (newCost < currentCost || p > randomnr.nextDouble()) {
|
---|
253 | currentBid = new Bid(nextBid); // Bidの更新
|
---|
254 | currenBidUtil = nextBidUtil;
|
---|
255 | }
|
---|
256 |
|
---|
257 | // 更新
|
---|
258 | if (currenBidUtil >= threshold) {
|
---|
259 | if (targetBids.size() == 0) {
|
---|
260 | targetBids.add(new Bid(currentBid));
|
---|
261 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
262 | } else {
|
---|
263 | if (currenBidUtil < targetBidUtil) {
|
---|
264 | targetBids.clear(); // 初期化
|
---|
265 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
266 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
267 | } else if (currenBidUtil == targetBidUtil) {
|
---|
268 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
269 | }
|
---|
270 | }
|
---|
271 | }
|
---|
272 | currentTemperature = currentTemperature * COOL; // 温度を下げる
|
---|
273 | }
|
---|
274 |
|
---|
275 | if (targetBids.size() == 0) {
|
---|
276 | return new Bid(baseBid);
|
---|
277 | } // 境界値より大きな効用値を持つBidが見つからなかったときは,baseBidを返す
|
---|
278 | else {
|
---|
279 | return new Bid(targetBids.get(randomnr.nextInt(targetBids.size())));
|
---|
280 | } // 効用値が境界値付近となるBidを返す
|
---|
281 | }
|
---|
282 |
|
---|
283 | // 近傍探索によるBidの探索
|
---|
284 | private static int NEAR_ITERATION = 1;
|
---|
285 |
|
---|
286 | private Bid getBidbyNeighborhoodSearch(Bid baseBid, double threshold) {
|
---|
287 | Bid bid = new Bid(baseBid);
|
---|
288 | try {
|
---|
289 | for (int i = 0; i < NEAR_ITERATION; i++) {
|
---|
290 | bid = NeighborhoodSearch(bid, threshold);
|
---|
291 | }
|
---|
292 | } catch (Exception e) {
|
---|
293 | System.out.println("近傍探索に失敗しました");
|
---|
294 | System.out.println("Problem with received bid(Near:last):"
|
---|
295 | + e.getMessage() + ". cancelling bidding");
|
---|
296 | }
|
---|
297 | return bid;
|
---|
298 | }
|
---|
299 |
|
---|
300 | // 近傍探索
|
---|
301 | private Bid NeighborhoodSearch(Bid baseBid, double threshold)
|
---|
302 | throws Exception {
|
---|
303 | Bid currentBid = new Bid(baseBid); // 現在のBid
|
---|
304 | double currenBidUtil = utilitySpace.getUtility(baseBid);
|
---|
305 | ArrayList<Bid> targetBids = new ArrayList<Bid>(); // 最適効用値BidのArrayList
|
---|
306 | double targetBidUtil = 0.0;
|
---|
307 | Random randomnr = new Random(); // 乱数
|
---|
308 | ArrayList<Value> values = null;
|
---|
309 | List<Issue> issues = negotiationInfo.getIssues();
|
---|
310 |
|
---|
311 | for (Issue issue : issues) {
|
---|
312 | values = negotiationInfo.getValues(issue);
|
---|
313 | for (Value value : values) {
|
---|
314 | currentBid.putValue(issue.getNumber(), value); // 近傍のBidを求める
|
---|
315 | currenBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
316 | if (maxBid == null
|
---|
317 | || currenBidUtil >= utilitySpace.getUtility(maxBid)) {
|
---|
318 | maxBid = new Bid(currentBid);
|
---|
319 | } // 最大効用値Bidの更新
|
---|
320 | // 更新
|
---|
321 | if (currenBidUtil >= threshold) {
|
---|
322 | if (targetBids.size() == 0) {
|
---|
323 | targetBids.add(new Bid(currentBid));
|
---|
324 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
325 | } else {
|
---|
326 | if (currenBidUtil < targetBidUtil) {
|
---|
327 | targetBids.clear(); // 初期化
|
---|
328 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
329 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
330 | } else if (currenBidUtil == targetBidUtil) {
|
---|
331 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
332 | }
|
---|
333 | }
|
---|
334 | }
|
---|
335 | }
|
---|
336 | currentBid = new Bid(baseBid); // base_bidにリセットする
|
---|
337 | }
|
---|
338 |
|
---|
339 | if (targetBids.size() == 0) {
|
---|
340 | return new Bid(baseBid);
|
---|
341 | } // 境界値より大きな効用値を持つBidが見つからなかったときは,baseBidを返す
|
---|
342 | else {
|
---|
343 | return new Bid(targetBids.get(randomnr.nextInt(targetBids.size())));
|
---|
344 | } // 効用値が境界値付近となるBidを返す
|
---|
345 | }
|
---|
346 |
|
---|
347 | // 頻度行列に基づきBidを改良する
|
---|
348 | private Bid getConvertBidbyFrequencyList(Bid baseBid) {
|
---|
349 | try {
|
---|
350 | Bid currentBid = new Bid(baseBid);
|
---|
351 | ArrayList<Object> randomOrderOpponents = negotiationInfo
|
---|
352 | .getOpponents();
|
---|
353 | Collections.shuffle(randomOrderOpponents); // ランダムに並び替える(毎回同じ順番で評価した場合,出現数が同値の場合に返却値が偏るため)
|
---|
354 |
|
---|
355 | // for(Object sender:randomOrderOpponents){
|
---|
356 | List<Issue> randomOrderIssues = utilitySpace.getDomain()
|
---|
357 | .getIssues();
|
---|
358 | Collections.shuffle(randomOrderIssues); // ランダムに並び替える
|
---|
359 | for (Issue issue : randomOrderIssues) {
|
---|
360 | Bid nextBid = new Bid(currentBid);
|
---|
361 | nextBid = nextBid.putValue(issue.getNumber(),
|
---|
362 | negotiationInfo.getValuebyAllFrequencyList(issue)); // 頻出valueを優先してセットする
|
---|
363 | // nextBid.setValue(issue.getNumber(),
|
---|
364 | // negotiationInfo.getValuebyFrequencyList(sender, issue)); //
|
---|
365 | // 頻出valueを優先してセットする
|
---|
366 | if (utilitySpace.getUtility(nextBid) >= utilitySpace
|
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367 | .getUtility(currentBid)) {
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368 | currentBid = new Bid(nextBid);
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369 | }
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370 | }
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371 | // }
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372 | return currentBid;
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373 | } catch (Exception e) {
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374 | System.out.println("頻度行列に基づくBidの改良に失敗しました");
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375 | e.printStackTrace();
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376 | return baseBid;
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377 | }
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378 | }
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379 |
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380 | // Bidにおける重要論点一覧を返す
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381 | public ArrayList<Issue> criticalIssue(Bid baseBid) throws Exception {
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382 | Bid currentBid = new Bid(baseBid); // 現在のBid
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383 | ArrayList<Issue> criticalIssues = new ArrayList<Issue>(); // Bidにおける重要論点一覧
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384 | ArrayList<Value> values = null;
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385 | List<Issue> issues = negotiationInfo.getIssues();
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386 |
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387 | for (Issue issue : issues) {
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388 | values = negotiationInfo.getValues(issue);
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389 | for (Value value : values) {
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390 | currentBid = currentBid.putValue(issue.getNumber(), value); // 近傍のBidを求める
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391 | if (utilitySpace.getUtility(currentBid) != utilitySpace
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392 | .getUtility(baseBid)) {
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393 | criticalIssues.add(issue);
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394 | break;
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395 | }
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396 | }
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397 | // baseBidにリセットする
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398 | currentBid = new Bid(baseBid);
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399 | }
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400 | return criticalIssues;
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401 | }
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402 | } |
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